FR2693231A1 - Cooling device for a motor vehicle engine - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de refroidissement pour un moteur de véhicule automobile. Le dispositif comprend un échangeur de chaleur (14) propre à être parcouru par un fluide de refroidissement et à être balayé par un flux d'air, au moins un moyen (26, 30) de contrôle du débit du flux d'air balayant l'échangeur de chaleur, ce moyen de contrôle ayant plusieurs états différents, de premiers moyens capteurs (50) propres à fournir une première grandeur numérique représentative de la vitesse du véhicule, des seconds moyens capteurs (44, 46, 48) propres à fournir une seconde grandeur numérique représentative du débit du fluide de refroidissement parcourant l'échangeur de chaleur et des moyens de commande (CMD) desdits moyens de contrôle en fonction des première et seconde grandeurs, ces moyens de commande opérant selon deux fonctions différentes, selon que le débit de fluide de refroidissement est en diminution ou en augmentation. Application aux véhicules automobiles.The invention relates to a cooling device for a motor vehicle engine. The device comprises a heat exchanger (14) adapted to be traversed by a cooling fluid and to be swept by an air flow, at least one means (26, 30) for controlling the flow rate of the air flow sweeping the heat exchanger, this control means having several different states, first sensor means (50) suitable for providing a first digital quantity representative of the speed of the vehicle, second sensor means (44, 46, 48) suitable for providing a second digital quantity representative of the flow rate of the cooling fluid passing through the heat exchanger and control means (CMD) of said control means as a function of the first and second quantities, these control means operating according to two different functions, depending on whether the flow rate of coolant is decreasing or increasing. Application to motor vehicles.
Description
Dispositif de refroidissement pour moteur de véhicule automobileCooling device for motor vehicle engine
L'invention concerne un dispositif de refroidissement pour un The invention relates to a cooling device for a
moteur de véhicule automobile.motor vehicle engine.
Un tel dispositif de refroidissement comprend habituellement un échangeur de chaleur, appelé radiateur de refroidissement, propre à être parcouru par un fluide de refroidissement, généralement de l'eau additionnée d'un antigel, et à être balayé par un flux d'air, ainsi qu'au moins un moyen de contrôle de débit du flux d'air balayant l'échangeur de chaleur, ce moyen de Such a cooling device usually comprises a heat exchanger, called a cooling radiator, adapted to be traversed by a cooling fluid, usually water with an antifreeze, and to be swept by an air flow, and that at least one means for controlling the flow of air flowing through the heat exchanger, this means of
contrôle ayant plusieurs états différents. control having several different states.
De manière habituelle, ce moyen de contrôle est constitué par un ventilateur à plusieurs états de vitesse, propre à modifier le In the usual way, this control means is constituted by a fan with several states of speed, capable of modifying the
débit du flux d'air au travers de l'échangeur de chaleur. flow of the air flow through the heat exchanger.
Comme autre moyen de contrôle, on utilise aussi parfois un jeu de volets pivotants qui peuvent être placés en différentes positions d'ouverture pour modifier le débit d'air au travers de l'échangeur de chaleur, tout en influençant le coefficient de As another means of control, it is also sometimes used a set of pivoting flaps that can be placed in different opening positions to change the air flow through the heat exchanger, while influencing the coefficient of
pénétration aérodynamique du véhicule automobile. aerodynamic penetration of the motor vehicle.
Dans tous les cas, le moyen de contrôle permet de modifier le débit du flux d'air qui balaie l'échangeur de chaleur et qui, en l'absence d'un tel moyen de contrôle, serait dû au balayage In all cases, the control means makes it possible to modify the flow rate of the air flow which sweeps the heat exchanger and which, in the absence of such a control means, would be due to the sweeping
naturel de l'air, lequel dépend de la vitesse du véhicule. natural air, which depends on the speed of the vehicle.
De façon classique, les états du moyen de contrôle de débit du flux d'air sont commandés par l'intermédiaire d'un élément Conventionally, the states of the airflow flow control means are controlled via an element
sensible à la température du fluide de refroidissement traver- sensitive to the temperature of the coolant passing through
sant l'échangeur de chaleur.heat exchanger.
On s'est rendu compte que la prise en compte de ce seul We realized that taking into account this alone
paramètre, c'est-à-dire la température du fluide de refroidisse- parameter, that is the temperature of the cooling fluid.
ment, n'est pas suffisante car elle ne permet pas toujours d'anticiper les phénomènes complexes qui sont à l'origine des is not sufficient because it does not always make it possible to anticipate the complex phenomena which are at the origin of
variations de température du fluide de refroidissement. temperature variations of the coolant.
Pour pallier cet inconvénient, la Demanderesse a proposé récemment de prendre en compte aussi d'autres paramètres, notamment la vitesse du véhicule et le débit du fluide de refroidissement au travers de l'échangeur de chaleur Toutefois, la réalisation pratique d'un tel dispositif de refroidissement To overcome this drawback, the Applicant has recently proposed to also take into account other parameters, including the speed of the vehicle and the flow rate of the cooling fluid through the heat exchanger However, the practical embodiment of such a device cooling
pose un certain nombre de difficultés. poses a number of difficulties.
L'invention permet précisément de résoudre ces difficultés en proposant un dispositif de refroidissement d'un type nouveau propre à prendre en compte d'autres paramètres que le seul paramètre de température qui est traditionnellement utilisé pour The invention makes it possible precisely to solve these difficulties by proposing a cooling device of a new type suitable for taking into account other parameters than the only temperature parameter which is traditionally used for
la commande du moyen de contrôle.control of the control means.
L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de The invention relates more particularly to a device for
refroidissement pour un moteur de véhicule automobile, compre- cooling for a motor vehicle engine, comprising
nant: un échangeur de chaleur propre à être parcouru par un fluide de refroidissement et à être balayé par un flux d'air, au moins un moyen de contrôle de débit du flux d'air balayant l'échangeur de chaleur, ce moyen de contrôle ayant plusieurs états différents, de premiers moyens capteurs propres à fournir une première grandeur numérique, représentative de la vitesse du véhicule, filtrée en moyenne à court terme, de seconds moyens capteurs propres à fournir une seconde grandeur numérique, représentative du débit du fluide de refroidissement parcourant l'échangeur de chaleur, et des moyens de commande desdits moyens de contrôle en fonction nant: a heat exchanger suitable for being traversed by a cooling fluid and to be swept by an air flow, at least one means for controlling the flow of air flowing sweeping the heat exchanger, this control means having a plurality of different states, first sensor means capable of providing a first digital quantity, representative of the vehicle speed, filtered on average in the short term, second sensor means capable of supplying a second digital quantity, representative of the flow rate of the cooling fluid traveling through the heat exchanger, and means for controlling said control means according to
des première et seconde grandeurs.first and second sizes.
Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, ces moyens de commande opèrent selon deux fonctions différentes, According to an essential characteristic of the invention, these control means operate according to two different functions,
selon que le débit de fluide de refroidissement est en diminu- depending on whether the coolant flow rate is decreasing
tion ou en augmentation.or increase.
Ainsi, les moyens de commande du moyen de contrôle de débit du flux d'air opèrent en tenant compte de l'action du fluide de Thus, the control means of the flow control means of the air flow operate taking into account the action of the fluid of
refroidissement, dont le débit est en diminution ou en augmenta- cooling, whose flow is decreasing or increasing
tion au travers de l'échangeur de chaleur, et de l'efficacité de cet échangeur de chaleur qui dépend de la vitesse du véhicule automobile Il en résulte que, ces moyens de commande permettent ainsi d'agir, de manière anticipée; sur la commande du moyen de through the heat exchanger, and the efficiency of this heat exchanger which depends on the speed of the motor vehicle It follows that, these control means thus allow to act, in an anticipated manner; on the command of the means of
contrôle de débit du flux d'air.flow control of the air flow.
Il en résulte une meilleure coordination de l'action du moyen de contrôle, spécialement pour des faibles vitesses du véhicule automobile, lorsque le balayage naturel de l'air est insuffisant This results in better coordination of the action of the control means, especially for low speeds of the motor vehicle, when the natural sweep of the air is insufficient
pour assurer un refroidissement correct du moteur. to ensure proper cooling of the motor.
Dans une forme de réalisation de l'invention, les moyens de commande comprennent de premiers moyens électroniques, aptes à définir une première commande à plusieurs états selon une première fonction d'une part de la position de la première grandeur dans une suite prédéterminée de plages adjacentes de vitesse filtrée, d'autre part de la seconde grandeur, de seconds moyens électroniques, aptes à définir une seconde commande à plusieurs états selon une seconde fonction d'une part In one embodiment of the invention, the control means comprise first electronic means capable of defining a first multi-state control according to a first function, on the one hand, of the position of the first magnitude in a predetermined sequence of ranges. adjacent filtered speed, secondly of the second magnitude, second electronic means, adapted to define a second multi-state control according to a second function on the one hand
de la position de la première grandeur dans une suite prédéter- the position of the first magnitude in a predetermined sequence.
minée de plages adjacentes de vitesse filtrée, d'autre part de la seconde grandeur, lesdits moyens de commande actionnant soit les premiers moyens électroniques, en commandant l'état dudit moyen de contrôle de débit du flux d'air en fonction de la première commande à plusieurs états, soit les seconds moyens électroniques de commande, en commandant l'état dudit moyen de contrôle de flux of the second magnitude, said control means actuating either the first electronic means, by controlling the state of said air flow rate control means according to the first command multi-state, the second electronic control means, by controlling the state of said flow control means
d'air en fonction de la seconde commande à plusieurs états. of air according to the second multi-state control.
Ainsi, les moyens de commuande opèrent en fonction, d'une part, de la position de la première grandeur (représentative de la vitesse du véhicule), dans une suite prédéterminée de plages adjacentes de vitesse filtrée, préalablement définies, et d'autre part, de la seconde grandeur (représentative du débit du Thus, the control means operate in function, firstly, of the position of the first quantity (representative of the speed of the vehicle), in a predetermined sequence of predetermined ranges of filtered speed, previously defined, and secondly , of the second magnitude (representative of the flow of
fluide de refroidissement parcourant l' échangeur de chaleur). cooling fluid flowing through the heat exchanger).
Selon une autre caractéristique de l'invention, chacune des première et seconde fonctions comprend la comparaison de la seconde grandeur a un seuil qui dépend de la position de la première grandeur dans ladite suite prédéterminée de plages adjacentes de vitesses, et le choix, suivant que la seconde grandeur (représentative du débit du fluide de refroidissement) est inférieure ou supérieure au seuil, entre un état de commande correspondant au plus au maintien, ou bien à l'accélération du According to another characteristic of the invention, each of the first and second functions comprises comparing the second magnitude with a threshold which depends on the position of the first magnitude in said predetermined sequence of adjacent speed ranges, and the choice, depending on whether the second quantity (representative of the flow rate of the cooling fluid) is less than or greater than the threshold, between a control state corresponding at most to the maintenance, or to the acceleration of the
débit d'air.air flow.
Ainsi, pour chacune des plages de vitesse considérées, chacune Thus, for each of the speed ranges considered, each
des première et seconde fonctions compare la grandeur représen- first and second functions compare the magnitude
tative du débit à un seuil prédéterminé. flow rate at a predetermined threshold.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les premiers et seconds moyens électroniques comprennent deux tables définissant deux lois respectives pour l'état de la première et de la seconde commandes en fonction de valeurs de la seconde In a preferred embodiment of the invention, the first and second electronic means comprise two tables defining two respective laws for the state of the first and second commands as a function of values of the second
grandeur, et des plages de vitesse.magnitude, and speed ranges.
On peut ainsi définir deux lois différentes, selon que le débit We can thus define two different laws, depending on whether the flow
de fluide de refroidissement-est en diminution ou en augmenta- of coolant-is decreasing or increasing
tion.tion.
Dans une forme de réalisation de l'invention, chacune des première et seconde commandes est susceptible de quatre états différents correspondant à un débit d'air maximum, débit d'air moyen, débit d'air minimum et débit d'air inchangé Ces états In one embodiment of the invention, each of the first and second controls is capable of four different states corresponding to maximum airflow, average airflow, minimum airflow, and unchanged airflow.
différents sont choisis pour chaque cas particulier. different are chosen for each particular case.
Ainsi, dans le cas o le débit du fluide de refroidissement est en augmentation, on peut prévoir que chacune des première et seconde commandes est susceptible des états suivants: débit d'air minimum pour une vitesse rapide du véhicule, débit d'air inchangé ou maximum pour des vitesses moyennes du véhicule, débit d'air moyen ou maximum pour une vitesse faible du véhicule. Dans ce même exemple, dans le cas o le débit du fluide de refroidissement est en diminution, on peut prévoir que chacune des première et seconde commandes est susceptible des états suivants: débit d'air minimum pour une vitesse rapide du véhicule, débit d'air minimum ou inchangé pour des vitesses moyennes du véhicule, débit d'air inchangé ou moyen pour une vitesse faible du véhicule. De façon avantageuse, la seconde grandeur tient compte de la valeur en cours du débit de fluide de refroidissement ainsi que Thus, in the case where the flow rate of the cooling fluid is increasing, it can be provided that each of the first and second controls is capable of the following states: minimum air flow rate for a fast speed of the vehicle, unchanged air flow or maximum for average vehicle speeds, average or maximum airflow for low vehicle speed. In the same example, in the case where the flow rate of the cooling fluid is decreasing, it can be provided that each of the first and second controls is capable of the following states: minimum air flow for a fast speed of the vehicle, flow of minimum or unchanged air for average vehicle speeds, unchanged airflow or medium for low vehicle speed. Advantageously, the second quantity takes into account the current value of the flow rate of cooling fluid as well as
de sa valeur précédente.of its previous value.
Cette seconde grandeur peut être constituée par toute grandeur représentative du débit du fluide de refroidissement parcourant This second magnitude can be constituted by any magnitude representative of the flow rate of the cooling fluid flowing
l'échangeur de chaleur.the heat exchanger.
Dans une forme de réalisation de l'invention, cette seconde grandeur est fournie par un couple de valeurs dont l'une est la tension électrique d'alimentation d'une pompe électrique assurant la circulation du fluide de refroidissement dans l'échangeur de chaleur, et l'autre est liée à la position d'une vanne réglant le débit du fluide de refroidissement dans In one embodiment of the invention, this second magnitude is provided by a pair of values, one of which is the supply voltage of an electric pump ensuring the circulation of the cooling fluid in the heat exchanger, and the other is related to the position of a valve regulating the flow of coolant in
l'échangeur de chaleur.the heat exchanger.
Pour chaque couple de ces deux valeurs, correspond une valeur bien définie du débit de fluide de refroidissement. Conformément à l'invention, le moyen de contrôle de débit du flux d'air est constitué par un ventilateur ayant plusieurs états de vitesse différents et/ou par un ensemble de volets For each pair of these two values, there is a well-defined value of the coolant flow rate. According to the invention, the airflow flow control means is constituted by a fan having several different speed states and / or by a set of shutters.
ayant plusieurs états d'ouverture différents. having several different opening states.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, In the description that follows, made only as an example,
on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma d'un moteur muni d'un dispositif de refroidissement selon l'invention; Referring to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a diagram of an engine provided with a cooling device according to the invention;
la figure 2 est un organigramme de fonctionnement du disposi- FIG. 2 is an operating flowchart of the device
tif de l'invention; la figure 3 est un graphique montrant un nombre défini de valeurs représentatives du débit du fluide de refroidissement; la figure 4 est un organigramme des moyens de commande du dispositif de l'invention; la figure 5 est un graphique à trois dimensions représentant les états des premiers moyens électroniques en fonction de quatre plages adjacentes de vitesse et de plages du débit; la figure 6 est une table définissant la loi des premiers moyens de commande; la figure 7 est un diagramme à trois dimensions représentant les états des seconds moyens électroniques en fonction des mêmes plages de vitesse et des mêmes plages de débit que dans le cas de la figure 5; et la figure 8 représente une table définissant la loi des tif of the invention; Figure 3 is a graph showing a defined number of values representative of the flow rate of the coolant; Figure 4 is a flowchart of the control means of the device of the invention; Fig. 5 is a three-dimensional graph showing the states of the first electronic means as a function of four adjacent ranges of rate and range of flow; Figure 6 is a table defining the law of the first control means; FIG. 7 is a three-dimensional diagram showing the states of the second electronic means as a function of the same speed ranges and the same flow rate ranges as in the case of FIG. 5; and FIG. 8 represents a table defining the law of
seconds moyens électroniques de la figure 7. second electronic means of FIG. 7.
On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui montre un moteur à combustion interne 10 de véhicule automobile, muni d'un circuit de refroidissement Le moteur 10 est refroidi par un fluide de refroidissement, par exemple de l'eau additionnée d'antigel, qui quitte le moteur 10 = par un conduit de sortie 12, parcourt ensuite un échangeur de chaleur principal 14 (appelé radiateur de refroidissement) et regagne ensuite le moteur par un conduit d'entrée 16 La circulation du fluide de refroidissement est effectuée au moyen d'une pompe 18 entraînée par un moteur électrique 20, dont la vitesse varie en fonction de la tension électrique qui lui est appliquée Ainsi, le débit du fluide de refroidissement réglé par la pompe 18 est indépendant de la Referring first to Figure 1 which shows an internal combustion engine 10 of a motor vehicle, provided with a cooling circuit The engine 10 is cooled by a cooling fluid, for example water added to antifreeze, which leaves the motor 10 = through an outlet duct 12, then travels through a main heat exchanger 14 (called cooling radiator) and then returns to the engine via an inlet duct 16 The circulation of the cooling fluid is carried out at by means of a pump 18 driven by an electric motor 20, the speed of which varies as a function of the electrical voltage applied to it. Thus, the flow rate of the cooling fluid regulated by the pump 18 is independent of the
vitesse de rotation du moteur 10.speed of rotation of the engine 10.
Sur le conduit de sortie 12 est montée, immédiatement en amont de l'échangeur de chaleur 14, une vanne de dosage de débit, ici une vanne 22 du type papillon actionnée par un moto-réducteur 24, pour modifier le débit du fluide de refroidissement On the outlet duct 12 is mounted, immediately upstream of the heat exchanger 14, a flow metering valve, here a valve 22 of the butterfly type actuated by a geared motor 24, to modify the flow rate of the cooling fluid.
parcourant l'échangeur de chaleur 14. traversing the heat exchanger 14.
L'échangeur de chaleur 14 est balayé par un flux d'air (flèches F) dont le débit est réglé par deux moyens de contrôle: d'une part un ventilateur 26 entraîné en rotation par un moteur électrique 28, et d'autre part un jeu de volets pivotants 30 The heat exchanger 14 is swept by an air flow (arrows F) whose flow rate is regulated by two control means: on the one hand a fan 26 driven in rotation by an electric motor 28, and on the other hand a set of pivoting shutters 30
s'apparentant à un store vénitien et actionnés par un moto- similar to a Venetian blind and powered by a motorcycle
réducteur 32 Le moteur 28 et le moto-réducteur 32 sont pilotés reducer 32 The motor 28 and the geared motor 32 are driven
par des moyens de commande CMD.by CMD control means.
Le ventilateur comporte trois états de vitesse différents vitesse nulle, vitesse faible et vitesse élevée Les volets 30 peuvent prendre aussi un nombre fini d'états différents de The fan has three different speed states zero speed, low speed and high speed The flaps 30 can also take a finite number of different states of
l'état pleine fermeture à l'état pleine ouverture. the full state closes when fully open.
Le circuit de refroidissement comprend en outre un conduit de dérivation 34 reliant les conduits 12 et 16, et sur lequel est monté un échangeur de chaleur secondaire 36 servant de radiateur The cooling circuit further comprises a bypass duct 34 connecting the ducts 12 and 16, and on which is mounted a secondary heat exchanger 36 serving as a radiator
de chauffage de l'habitacle et un vase d'expansion 38. cabin heater and expansion vessel 38.
Le moteur 10 comprend un collecteur d'admission 40 relié à un conduit de dérivation 42 raccordé au conduit 16, pour le réchauffage du collecteur Le collecteur 40 est muni d'un The engine 10 comprises an intake manifold 40 connected to a bypass duct 42 connected to the duct 16, for heating the collector. The collector 40 is provided with a
capteur 44 fournissant une indication sur la pression d'admis- sensor 44 providing an indication of the pressure of
sion du moteur.engine.
Le moteur 10 est en outre muni d'un compte-tours 46 donnant la The motor 10 is further provided with a tachometer 46 giving the
vitesse de rotation du moteur, exprimée en tours par minute. speed of rotation of the engine, expressed in revolutions per minute.
Le dispositif comprend en outre un capteur de température 48 monté sur le conduit de dérivation 34, en amont de l'échangeur de chaleur secondaire 36, et propre à donner une indication sur la température entrant dans l'échangeur de chaleur secondaire The device further comprises a temperature sensor 48 mounted on the bypass duct 34, upstream of the secondary heat exchanger 36, and able to give an indication of the temperature entering the secondary heat exchanger.
36, mais aussi dans l'échangeur de chaleur principal 14. 36, but also in the main heat exchanger 14.
De plus, le dispositif comprend un capteur de vitesse 50 entraîné par les roues 52 du véhicule automobile et propre à fournir une grandeur numérique, représentative de la vitesse du véhicule, filtrée en moyenne à court terme Ce capteur donne une mesure chiffrée selon une suite de valeurs entières avec un pas de 1 km/h, cette mesure étant mise à jour périodiquement, par exemple toutes les 1,5 s La valeur de vitesse est prise en In addition, the device comprises a speed sensor 50 driven by the wheels 52 of the motor vehicle and able to provide a numerical quantity, representative of the vehicle speed, filtered on average in the short term This sensor gives an encrypted measurement according to a sequence of whole values with a step of 1 km / h, this measurement being updated periodically, for example every 1.5 s The speed value is taken in
compte par les moyens de commande CMD. account by the CMD control means.
On se réfère maintenant à la figure 2 qui montre un organigramme de fonctionnement du dispositif de refroidissement de la figure 1. Le dispositif comprend des moyens de commande 54, en eux-mêmes connus, actionnant la pompe 18 et la vanne 24; et qui seront décrits en détail plus loin Le dispositif comprend en outre des moyens de commande CMD pour actionner le ventilateur 26 et les volets pivotants 30, c'est-à- dire les moyens de contrôle de Referring now to Figure 2 which shows an operating flowchart of the cooling device of Figure 1. The device comprises control means 54, in themselves known, actuating the pump 18 and the valve 24; and will be described in detail later The device further comprises control means CMD for operating the fan 26 and the pivoting flaps 30, that is to say the control means of
débit du flux d'air balayant l'échangeur de chaleur 14. flow of the air flow sweeping the heat exchanger 14.
Le capteur de pression 44 fournit une valeur de pression (en k Pa) représentant la pression d'admission du moteur, tandis que le comptetours 46 donne la vitesse de rotation du moteur en tours par minute (TPM) A partir d'un diagramme pression d'admission moteur (k Pa)/vitesse moteur (TPM) on peut calculer la charge du moteur par des moyens de calcul 56 et déterminer deux zones de fonctionnement, une première zone à faible charge o la température du fluide de refroidissement ne doit pas dépasser un certain seuil, dans l'exemple 115 C, et une deuxième zone correspondant à la charge maximale du moteur, dans laquelle la température du fluide de refroidissement ne doit pas dépasser un autre seuil, dans l'exemple 1000 C Par des moyens de calcul 58, on détermine ainsi lequel des deux seuils de température The pressure sensor 44 provides a pressure value (in k Pa) representing the engine intake pressure, while the counter 46 gives the engine rotation speed in revolutions per minute (TPM) from a pressure diagram. engine intake (k Pa) / engine speed (TPM) can calculate the engine load by calculation means 56 and determine two operating zones, a first low-load zone o the coolant temperature must not exceed a certain threshold, in example 115 C, and a second zone corresponding to the maximum load of the engine, in which the temperature of the cooling fluid must not exceed another threshold, in the example 1000 C By means of calculation 58, it is thus determined which of the two temperature thresholds
correspond aux mesures délivrées par les capteurs 44 et 46. corresponds to the measurements delivered by the sensors 44 and 46.
La mesure de température fournie par le capteur 48 et donnant la valeur de la température du fluide à l'entrée de l'échangeur de chaleur 14 est comparée au seuil de température fourni par les moyens 58 A partir de cette comparaison, on actionne, par les The temperature measurement provided by the sensor 48 and giving the value of the temperature of the fluid at the inlet of the heat exchanger 14 is compared with the temperature threshold provided by the means 58. the
moyens de commande 54 la vanne 24 et la pompe 18. control means 54 the valve 24 and the pump 18.
En pratique, à une température donnée fournie par le capteur 48, correspond un couple de valeurs: d'une part la position de la vanne 24 et d'autre part la tension électrique d'alimentation du In practice, at a given temperature supplied by the sensor 48, there corresponds a pair of values: on the one hand the position of the valve 24 and on the other hand the electrical supply voltage of the
moteur électrique 20 de la pompe 18. electric motor 20 of the pump 18.
Ces couples de valeurs, que l'on peut appeler "étapes", sont dans l'exemple au nombre de 12, chaque étape étant désignée par un indice de O à 11 Pour chacun de ces 12 indices correspond une valeur donnée du débit dans l'échangeur de chaleur 14, comme These pairs of values, which may be called "steps", are in the example to the number of 12, each step being designated by an index of 0 to 11 For each of these 12 indices corresponds to a given value of the flow in the heat exchanger 14, as
montré à la figure 3.shown in Figure 3.
Sur cette figure, on a représenté, à titre d'exemple, la valeur du débit du fluide de refroidissement (exprimé en litres par heure) en fonction de l'indice de l'étape correspondant Ainsi, pour l'indice O correspond un débit de O l/h, pour l'indice 1 un débit de 130 1/h, pour l'indice 2 un débit de 200 1/h, etc et This figure shows, by way of example, the value of the flow rate of the cooling fluid (expressed in liters per hour) as a function of the index of the corresponding step. Thus, for the index O corresponds to a flow rate of O l / h, for index 1 a flow rate of 130 l / h, for index 2 a flow rate of 200 l / h, etc. and
pour l'indice 11 un débit de 3750 1/h. for the index 11, a flow rate of 3750 l / h.
Ainsi, grâce aux moyens définis précédemment, on peut fournir une grandeur numérique représentative du débit du fluide de refroidissement parcourant l'échangeur de chaleur Dans l'exemple, il s'agit de douze valeurs de débit comme défini sur la figure 3. Thus, by the means defined above, it is possible to provide a numerical quantity representative of the flow rate of the cooling fluid flowing through the heat exchanger. In the example, these are twelve flow rate values as defined in FIG.
Comme on le verra plus loin, cette grandeur numérique, représen- As will be seen below, this numerical quantity, representing
tative du débit du fluide de refroidissement parcourant l'échangeur de chaleur, pourrait être une autre grandeur par exemple une grandeur liée directement à la tension électrique d'alimentation de la pompe 18, si aucune vanne n'était prévue the flow rate of the cooling fluid flowing through the heat exchanger, could be another quantity, for example a quantity directly linked to the supply voltage of the pump 18, if no valve was provided.
dans le circuit.in the circuit.
On décrira maintenant les moyens de commande CMD de l'invention We will now describe the CMD control means of the invention
à l'aide de la figure 2 et des figures 4 à 8. using Figure 2 and Figures 4 to 8.
Les moyens de commande CMD actionnent le ventilateur 26 et les volets 30 à partir de premiers moyens capteurs (capteur 50) The control means CMD actuate the fan 26 and the flaps 30 from first sensor means (sensor 50)
propres à fournir une première grandeur numérique Gi, représen- to provide a first digital magnitude Gi, representing
tative de la vitesse du véhicule, f iltrée en moyenne à court terme, et de seconds moyens capteurs (capteur 60) propres à fournir une seconde grandeur numérique G 2, représentative du débit du fluide de refroidissement parcourant l'échangeur de chaleur. Dans l'exemple (figure 2), les seconds moyens capteurs 60 the vehicle speed, f iltrated on average in the short term, and second sensor means (sensor 60) adapted to provide a second digital magnitude G 2, representative of the flow rate of the cooling fluid flowing through the heat exchanger. In the example (FIG. 2), the second sensor means 60
comprennent l'ensemble des capteurs 44, 46 et 48. include all the sensors 44, 46 and 48.
Toutefois, comme déjà indiqué, on pourrait faire appel à tout However, as already indicated, all
autre moyen propre à fournir une grandeur numérique représenta- another means of providing a numerical quantity
tive du débit du fluide de refroidissement parcourant l'échan- the flow rate of the cooling fluid flowing through the sample.
geur de chaleur 14.heateur 14.
Conformément à l'invention, les moyens de commande CMD opèrent selon deux fonctions différentes, suivant que le débit de fluide According to the invention, the CMD control means operate according to two different functions, depending on whether the flow of fluid
de refroidissement est en diminution ou en augmentation. cooling is decreasing or increasing.
Pour cela, les moyens de commande comprennent (figure 4): il de premiers moyens électroniques, aptes à définir une première commande CMD 1 à plusieurs états selon une première fonction d'une part de la position de la première grandeur Gi dans une suite prédéterminée de plages adjacentes de vitesse filtrée, d'autre part de la seconde grandeur G 2, de seconds moyens électroniques, aptes à définir une seconde commande CMD 2 à plusieurs états selon une seconde fonction d'une part de la position de la première grandeur Gi dans la suite prédéterminée de plages adjacentes de vitesse filtrée, et For this, the control means comprise (FIG. 4): there are first electronic means able to define a first multi-state control CMD 1 according to a first function, on the one hand, of the position of the first variable Gi in a predetermined sequence of adjacent beaches of filtered speed, secondly of the second magnitude G 2, second electronic means, able to define a second multi-state control CMD 2 according to a second function on the one hand the position of the first magnitude Gi in the predetermined sequence of adjacent filtered speed ranges, and
d'autre part de la seconde grandeur G 2. on the other hand, of the second magnitude G 2.
Lesdits moyens de commande actionnent soit les premiers moyens électroniques, en commandant l'état du moyen de contrôle de flux d'air (dans l'exemple le ventilateur 26) en fonction de la première commande CMD 1 à plusieurs états, soit les seconds moyens électroniques de commande, en commandant l'état dudit moyen de contrôle de flux d'air en fonction de la seconde Said control means actuate either the first electronic means, by controlling the state of the airflow control means (in the example the fan 26) according to the first multi-state control CMD 1, or the second means control electronics, by controlling the state of said airflow control means in accordance with the second
commande à plusieurs états.multi-state control.
Les premiers et seconds moyens électroniques comprennent deux tables TAB 1 et TAB 2 définissant deux lois respectives pour l'état de la première et de la seconde commande en fonction de The first and second electronic means comprise two tables TAB 1 and TAB 2 defining two respective laws for the state of the first and the second command as a function of
la valeur de la seconde grandeur, et des plages de vitesse. the value of the second magnitude, and velocity ranges.
Les premiers moyens électroniques opèrent lorsque le débit de fluide de refroidissement est en augmentation, et cela en fonction d'une loi dont la table est représentée de deux façons The first electronic means operate when the flow rate of cooling fluid is increasing, and that according to a law whose table is represented in two ways
différentes sur les figures 5 et 6. different in Figures 5 and 6.
La figure 5 représente un diagramme en trois dimensions montrant quatre plages de vitesse: Vi (vitesse de 0-19 km/h), V 2 (vitesse de 20-49 km/h), V 3 (vitesse de 50-89 km/h) et V 4 FIG. 5 represents a three-dimensional diagram showing four speed ranges: Vi (speed of 0-19 km / h), V 2 (speed of 20-49 km / h), V 3 (speed of 50-89 km / h) and V 4
(vitesse supérieure à 90 km/h).(speed above 90 km / h).
Sur le diagramme on aperçoit également onze indices (numérotés de O à 10) liés au débit du fluide de refroidissement parcourant The diagram also shows eleven indices (numbered from 0 to 10) related to the flow of cooling fluid flowing
l'échangeur de chaleur 14.the heat exchanger 14.
Dans l'exemple, chaque indice correspond à une paire de deux In the example, each index corresponds to a pair of two
indices d'étape consécutifs de la figure 3. consecutive stage indices of Figure 3.
Ainsi, l'indice O correspond à la paire 0,1 de la figure 3, l'indice 1 à la paire 1,2 de la figure 3, etc et l'indice 10 à Thus, the index O corresponds to the pair 0,1 of FIG. 3, the index 1 to the pair 1,2 of FIG. 3, etc. and the index 10 to
la paire 10,11 de la figure 3.the pair 10,11 of FIG.
Le diagramme de la figure 5 fait apparaître en outre quatre états A, B, C, D correspondant respectivement à quatre états The diagram of FIG. 5 also shows four states A, B, C, D corresponding to four states respectively.
différents de la première commande. different from the first order.
L'état A correspond à un débit d'air minimum (vitesse nulle du ventilateur), l'état B à un état inchangé, l'état C à un débit d'air moyen (réglage du ventilateur sur faible vitesse) et l'état D à un débit d'air maximum (réglage du ventilateur sur State A corresponds to a minimum airflow (zero fan speed), state B to an unchanged state, state C to medium airflow (fan setting to low speed), and state D at maximum airflow (fan setting on
vitesse élevée).high speed).
La figure 6 traduit, sous forme de tableau, le schéma en trois Figure 6 shows, in tabular form, the diagram in three
dimensions de la figure 5.dimensions of Figure 5.
La fonction des premiers moyens électroniques de commande comprend la comparaison de la seconde grandeur G 2 à un seuil qui dépend de la position de la première grandeur Gi dans la suite prédéterminée des plages adjacentes de vitesse, c'est-à-dire des quatre plages Vl à V 4, et le choix, suivant que la seconde grandeur G 2 est inférieure ou supérieure au seuil, entre un état de commande correspondant au plus au maintien, ou bien à The function of the first electronic control means comprises comparing the second magnitude G 2 with a threshold which depends on the position of the first magnitude Gi in the predetermined sequence of adjacent speed ranges, that is to say of the four ranges. V1 to V4, and the choice, depending on whether the second magnitude G 2 is less than or greater than the threshold, between a control state corresponding at most to the maintenance, or to
l'accélération du débit d'air.the acceleration of the air flow.
Ainsi, lorsque la valeur Gi est dans la plage Vi ( 0-19 km/h), la loi impose que pour les indices O et 1 (faible débit) le ventilateur se trouve dans l'état C (faible vitesse) Lorsque le débit augmente et dès qu'on atteint le seuil correspondant à l'indice 3, la loi impose que le ventilateur se trouve dans Thus, when the value Gi is in the range Vi (0-19 km / h), the law requires that for the indices O and 1 (low flow) the fan is in the state C (low speed) When the flow increases and as soon as the threshold corresponding to index 3 is reached, the law requires that the fan be in
l'état D, c'est-à-dire qu'il tourne à vitesse élevée. state D, that is to say that it rotates at high speed.
Dans le cas o la grandeur Gi est dans la plage V 2, pour les indices O à 7, la loi impose que le ventilateur se trouve à l'état B (inchangé) Lorsque le débit augmente et atteint le seuil correspondant à l'indice 8, le ventilateur passe à l'état In the case where the magnitude Gi is in the range V 2, for the indices O to 7, the law requires that the fan is in the B state (unchanged) When the flow increases and reaches the threshold corresponding to the index 8, the fan goes to the state
D (vitesse élevée du ventilateur). D (high fan speed).
Lorsque la grandeur Gi est dans la plage V 3 ( 50-89 km/h), pour les indices de O à 9, la loi impose que le ventilateur se trouve à l'état B (inchangé) Lorsque le débit atteint l'indice 10, la loi impose que le ventilateur passe à l'état D (réglage à When the magnitude Gi is in the range V 3 (50-89 km / h), for the indices of 0 to 9, the law imposes that the fan is in the state B (unchanged) When the flow reaches the index 10, the law requires the fan to go to state D (setting to
vitesse élevée).high speed).
Lorsque la grandeur Gi se trouve dans la plage V 4 (vitesse supérieure à 90 km/h), le ventilateur est réglé sur l'état A (vitesse du ventilateur nulle) pour l'ensemble des indices O à 10. When the magnitude Gi is in the range V 4 (speed greater than 90 km / h), the fan is set to state A (zero fan speed) for all the indices O to 10.
Par conséquent, dans le cas o le débit du fluide de refroidis- Therefore, in the case where the flow of the cooling fluid
sement est en augmentation, le dispositif peut prendre les états suivants: débit d'air minimum pour une vitesse rapide du véhicule (plage V 3), débit d'air inchangé ou maximum pour des vitesses moyennes du véhicule (plages V 2 et V 3), et débit d'air moyen ou maximum pour une vitesse faible du The device can take the following states: minimum air flow for a fast vehicle speed (range V 3), unchanged air flow or maximum for average vehicle speeds (V 2 and V 3 ranges). ), and average or maximum air flow for a low speed of
véhicule (plage Vi).vehicle (beach Vi).
De la même façon, on définit, dans le cas o le débit du fluide de refroidissement est en diminution, une autre loi dont le tableau est représenté de deux façons différentes sur les In the same way, it is defined, in the case where the flow rate of the cooling fluid is decreasing, another law whose table is represented in two different ways on the
figures 7 et 8.Figures 7 and 8.
Sur la figure 7, on retrouve les mêmes plages de vitesse VI à V 4 et les mêmes indices O à 10 correspondant à différentes valeurs FIG. 7 shows the same speed ranges VI to V 4 and the same indices O to 10 corresponding to different values.
du débit du fluide de refroidissement. the flow rate of the cooling fluid.
Dans l'exemple, on trouve trois états E, F et G E correspond au réglage du ventilateur à vitesse nulle, F à l'état de passage du ventilateur à faible vitesse s'il se trouve à vitesse élevée, et In the example, there are three states E, F and G E corresponds to the setting of the fan at zero speed, F to the state of passage of the fan at low speed if it is at high speed, and
l'état G à un état inchangé.state G to an unchanged state.
Lorsque la première grandeur Gi se trouve dans la plage Vl, pour When the first magnitude Gi is in the range Vl, for
les indices 10 à 4, l'état du ventilateur est inchangé (état G). indices 10 to 4, the state of the fan is unchanged (state G).
Lorsque le débit de fluide diminue et atteint l'indice 3, la loi impose que le ventilateur passe à faible vitesse, s'il était When the flow rate of fluid decreases and reaches the index 3, the law requires that the fan passes at low speed, if it were
antérieurement à vitesse élevée. previously at high speed.
Lorsque la grandeur Gi se trouve dans la plage V 2 ( 20-49 km/h), pour les indices 10 à 5, la loi impose que le ventilateur se trouve dans l'état G (inchangé) Lorsque le débit de fluide diminue et que l'on parvient à l'indice 4, la loi impose que le ventilateur passe à l'état E, c'est-à-dire que sa vitesse soit nulle. Pour les plages V 3 et V 4, la loi impose que le ventilateur se When the magnitude Gi is in the range V 2 (20-49 km / h), for the indices 10 to 5, the law imposes that the fan is in the state G (unchanged) When the flow of fluid decreases and that we reach the index 4, the law requires that the fan goes to state E, that is to say that its speed is zero. For the V 3 and V 4 ranges, the law requires that the fan be
trouve à l'état E, correspondant à une vitesse nulle. found in the state E, corresponding to a zero speed.
Ainsi, lorsque le fluide de refroidissement est en diminution, le dispositif est susceptible des états suivants: débit d'air minimum pour une vitesse rapide du véhicule (plage V 4), débit d'air minimum ou inchangé pour des vitesses moyennes du véhicule (plages V 3 et V 2), et débit d'air minimum inchangé ou moyen pour une vitesse faible Thus, when the cooling fluid is decreasing, the device is capable of the following states: minimum air flow rate for a fast vehicle speed (range V 4), minimum or unchanged air flow rate for average vehicle speeds ( ranges V 3 and V 2), and minimum airflow unchanged or medium for low speed
du véhicule (plage Vl).of the vehicle (beach Vl).
Du fait que la seconde grandeur G 2 est comparée à un indice ( 0- Since the second magnitude G 2 is compared with an index (0-
10) constitué lui-même d'une paire d'indices, cette seconde grandeur tient compte de la valeur en cours du débit de fluide 10) itself consisting of a pair of indices, this second magnitude takes into account the current value of the fluid flow rate
de refroidissement ainsi que de sa valeur précédente. as well as its previous value.
Comme montré à la figure 4, les tables TAB 1 et TAB 2 reçoivent chacune d'une part un signal représentant la valeur Gi, et As shown in FIG. 4, the tables TAB 1 and TAB 2 each receive, on the one hand, a signal representing the value Gi, and
d'autre part un signal représentant la valeur G 2 après comparai- on the other hand a signal representing the value G 2 after comparison
son avec une table TAB 3 représentant les indices 0-11. sound with a table TAB 3 representing the indices 0-11.
Par ailleurs, la grandeur G 2 est comparée dans des moyens électroniques formant test pour déterminer si la valeur du débit est en augmentation ou en diminution et piloter en conséquence un interrupteur I faisant entrer en fonctionnement soit la Furthermore, the magnitude G 2 is compared in electronic test means to determine whether the value of the flow rate is increasing or decreasing and to drive accordingly a switch I that makes it operational
première commande CMD 1, soit la seconde commande CMD 2. first command CMD 1, the second command CMD 2.
Bien entendu, les tables données précédemment sur les figures 5 Of course, the tables given previously in FIGS.
à 8, sont seulement des exemples de réalisation. to 8, are only exemplary embodiments.
Ainsi le choix des plages de vitesse et des valeurs représenta- Thus the choice of speed ranges and values
tives du débit du fluide de refroidissement et le nombre des the flow rate of the coolant and the number of
états de commande sont susceptibles de variations. control states are subject to variations.
Comme indiqué, il est possible de commander aussi les volets 30 en fonction de lois appropriées, la tendance étant que les volets soient quelque peu ouverts lorsque la vitesse du véhicule est faible et qu'ils soient au contraire quelque peu fermés lorsque la vitesse du véhicule est élevée, et cela notamment As indicated, it is possible to order also the flaps 30 according to appropriate laws, the tendency being that the flaps are somewhat open when the speed of the vehicle is low and they are on the contrary somewhat closed when the speed of the vehicle is high, and this particularly
pour des raisons de pénétration aérodynamique. for reasons of aerodynamic penetration.
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